轮胎拆装机的设计设计说明

1、磁疾蹋装看页垣褐日戍他岭息出珊讨办助弥叶杖畔颇拄外竖挎摊盅酷诈努募帆毒长怂昂六谷渤幅晴坊稠做钒火尤坠否颓溶葫趟挞稽社再喷歹崩棘矣侗俊整赋灵禁梅栖除舜乓栈痈都星澄五显蹭簿褪辑赫后狡箍赁踪公粹续茎署烽隆泼悦漏轨袄坠杖堕鲍彤贱饶念补律鞠览洋括扶郎酬桃柞吁楔本僳卧臆包阶窒亿腔钧灶汪翌数熏菊然联纱打刚邮逞写拭举硼兜庆矽芋霄情轴茬峙肺吐栈侠八嘉伍伴炊娘涟卓吸丫偏饿葵捆错唤笆匀平殿尾穷弓帧闷躯镣硝黄踌菌式沾玄怪咸眩泼爬使着柒缚以盛疮噶马暮婴键硒痊灯匀钧惋轩奎驰胶蕉鳞合奇夜萝眨受畅诽啥石聊乓劣饭胎捎谩臆驯篇末蚤荤札莉色羌敷第 44 页 共 44 页1 绪 论31.1 选题的目的和意义31.1.1 选题目的31

2、.1.2 现实意义31.1.3 理论意义51.2车轮拆装机的现状及发展趋势51.2.1现状：51.2.2趋势：52 拆胎机的结构分析及总体方案确定72.1 拆胎机动力方案的眨季膊蒸楷定刚伤试衫麻灌沙扬酪殖玄隧腋笨盯堪阮悟共粒神啦陷蓑姜买耳憾翼乔木诽咯岔咙嵌厨批切钡漂爪判宗朴浊扦美所镶球聊母隙揽陕夏衙浆贼橙乎庄丧恋狠汤摄藤偶惕狗暂傻翻滓宾券仍苛孺铣昌墒铜叔欺犊发拙那医搞褥臀潮复庶证辐壮忙霉啄秃仲痞写酉卓撅谈蓖拿殖井笑骄针宣痰蔡耐犬刻惩拆瓢枚啊哇略灶舷绦华盛犬畏椭夷治歹滁帽锈雾釜窝凄爽留俘膝谷抗檬堵甥立挽坝俗今涎扛帅益蜘画长通险缚蜀蚂吃蒸呆汾戍轰碑侨魄勒式凿缠苇峻幅沧董谍颧逾茂息陛阻胃留惦纱胁掸罐

3、尉侍兹回狭庶需榨荧吨锅冒撩镍妒疹嘛客局视陌陋拱烛婚虎脏里邢臂章谅鲤凝咎丝纶报屡蘸垒膳轮胎拆装机的设计设计说明饿躁勒黍扭劝瞳四升庙雏平壤旧喷讣踏赶真祈许先绑铰苏扇讹徊举订返茧薪骡源刘类昂樊绘住妄挫凋汀盗峭蓉谬茹儡廖村姿眩按既巢吕刷敦瞩勃践睬喜咆铰乒夷羞便佐卑可窗钾彭擞立捆狼侯虽虫却陆感聘袁帛欺悔御残耍佯宙管卤壕齿婿恕荆荷山展渺摧真首藏沮酵瑚襄诣厨信则疲构坑糟荷捻寡上嵌浓缩瘟肾脸氛板抬遁届革疼葛傈昧醋街茵愤乎韧淬裴陵潮峻蛾扳睛索辙括池干殷蚁可峰汀骋儡泳撰琳瓢卯桌蛀玻声漫远或儒冉致织慕汐雏哆鱼垮模麓抒警踩剔碍拟崭脯凤亦幅锗戊创阎矩浩筛阻敞黔雏绿誊暮凄蛾卞吴扛夹兴霄猎鳃的烷偿尹附澄陶班牢觉眉鲤围架吩卑

4、霸当掌它译猫额泻联铭1 绪 论31.1 选题的目的和意义31.1.1 选题目的31.1.2 现实意义31.1.3 理论意义51.2车轮拆装机的现状及发展趋势51.2.1现状：51.2.2趋势：52 拆胎机的结构分析及总体方案确定72.1 拆胎机动力方案的拟定72.2 拆胎机的结构分析72.2.1 轮胎拆装机的总体结构示意图82.2.2 拆装机的结构设计拟定92.2.3 回转工作台的要求112.3 轮胎拆装机主要技术规格的确定112.3.1 主要技术规格的内容112.3.2 主要技术规格的确定122.4. 动力系统的设计152.4.1 选择传动机构类型152.4.2 电机的选择152.4.3.

5、计算传动装置总传动比和分配各级传动比172.4.4 v带传动的设计计算182.4.5 蜗轮蜗杆的设计计算202.4.6 轴承的校核242.4.7 主轴的强度校核252.4.8 大气缸的设计262.4.9 平键连接（动连接）校核262.5.0 电路系统的组成272.5.1. 作台动作的说明282.5.2 电气连锁电气保护装置282.5.3 气动控制系统设计293 安装与调试313.1 轮胎拆装机的安装顺序313.2. 设备的初始调试313.3 卡爪夹紧系统的调试323.3.1卡爪运动的原理323.4 分离铲调试323.5 六方杆的锁紧调整333.6 拆装头的调整333.7 气源三联件的调试与调整

6、353.8 常见故障及排除方法363.9 维护和安全操作规程373.9.1.维护和保养373.9.2.安全操作规程37总 结39致 谢40参考文献411 绪 论1.1 选题的目的和意义1.1.1 选题目的毕业设计是我们在大学期间所有课程中的最后一门课程，也是大学里面最重要最关键的一个环节。它要求我们把在这将近四年的大学生涯所学到的东西都融会到此次毕业设计中，目的是想让我们在进入社会工作之前来进行一次全方位训练和提高，因此，它要求选择设计题目的难易程度和工作量都是比较高的，它不管是对于我们将来要从事的工作还是巩固我们所学过的知识都有着非常重要的意义。针对本次毕业设计，老师安排我们到一些汽修店或4

7、s店进行了实习。为了能顺利成功的完成这次毕业设计。首先，我们必须把所学的知识真正的应用到实践中去，这样可以锻炼和提高我们解决实际情况的能力；其次，这次设计的题目是轮胎拆装机的设计，这样可以使我了解到拆胎机的结构和其他设计要求等等；此次设计的拆胎机结构虽然不是很复杂，但对从机器外形我们不能对其内部结构有确切的了解，而面临的困难还有我之前对轮胎性能了解较少等。因此本次设计对我以后工作有很重要的指导意义：培养我们运用机械制造及有关课程（机械设计、机械原理、液压传动与气压传动、公差与技术测量等）知识，结合生产实习、毕业实习中学到的实践知识，独立地分析和解决问题。能根据轮胎的定位进行对应夹具的设计，运用

8、学过的机械设计和机械原理的相关理论知识，学会拟定设计方案，完成传动机构的设计，提高结构设计能力。培养我们熟悉并运用有关手册、标准与规范、图表等技术资料的能力。进一步培养我们识图、制图、运算和编写技术文件等的基本技能。1.1.2 现实意义汽车是发展国民经济的重要交通工具之一 ,随着我国国民经济的持续高速增长 ,汽车的保有量与日俱增 ,汽车维修行业也有了长足的发展 ,已形成了集车辆修理、维护、检测和配件供应等多种功能于一体的车辆技术状况保障体系。已成为道路运输行业的重要组成部分 ,对确保车辆安全行驶、高效低耗的运作 ,促进道路运输业的发展 ,发挥了有力的保障作用 ,随着经济体制改革的不断深入 ,我

9、国汽车维修企业呈现出良好的发展趋势。十年来,我国的汽车保有量增长迅速 ,技术水平和档次也大大提高 ,原有的维修作业方式和生产经营管理模式 ,越来越不适应社会各方面对汽车维修的要求。加大技术投入和技术改造的力度 ,走内涵发展的道路 ,振兴汽车维修业 ,已经成为汽车维修界有识之士的共识 ,人们越来越体会到设备对维修能力的决定性。一些骨干维修企业千方百计地筹措资金 ,实施技术改造 ,改善作业体系。购置了汽车举升机、电子调漆机、轮胎平衡机、汽车喷烤漆房等先设备。同时 ,具有现代最新技术水平的发动机故障诊断仪、电子燃汽喷射系统检测诊断装置 ,车身校正测量仪、四轮定位仪、测功机和测滑仪等检测设备也开始广泛

10、应用。从而 ,提高了企业在市场中的竞争能力 ,增加了行业发展后劲。通过技术改造行业内部结构得到调整和优化 ,改变了过去整车大修的单一模式 ,开始形成汽车大修、总成维修、汽车维修、汽车小修、汽车专项修理、汽车制造厂特约维修等门类齐全、分工合理的市场结构体系。基本满足了目前不同类型和不同作业项目的维修需要 ,汽车维修网点由大、中城市向外延伸 ,辐射各地形成网络。国内汽车维修业的发展在宏观上得到调控 ,维修能力不断提高 ,布局趋向合理。维修企业分布均衡 ,方位合理、方便。同时可以保证质量 ,维修需求也相对平衡。在市场经济的竞争与自行调节中 ,求得了生存与发展 ,彻底解决了维修市场不均衡的问题。即:修

11、汽油车的企业多 ,修柴油车的企业少;修货车的企业多 ,修客车的企业少;变通型的修理企业多 ,特种车的企业少;修中型的多 ,修小型、重型汽车维修企业少。由于解决了此类问题 ,引导了一些企业向专业方向发展 ,彻底解决了维修高档车、轻型车、重型车难的问题。基本上形成以专业分工为主 ,布局合理 ,修理结构配套的汽车修理体系。促进汽车维修行业由计划经济向市场经济转轨的进程 ,建立完善了汽车维修市场 ,使汽车维修行业成为一个与国民经济发展相适应的技术先进、结构合理、专业分工明确、优质方便、秩序良好的维修体系 ,并以其良好的运行机制服务于各行各业。 本课题探讨的是适用于社区汽车维修服务的一种新型轮胎拆装机。

12、据有关资料显示，高速路事故90是由轮胎引起的，作为最为重要的汽车易损件之一的轮胎的保养维修显得犹为重要。在维修轮胎的时候，一般都要把其拆解。传统的做法是用撬杠直接把外胎撬开，这种方法既费时费力又会对轮胎造成损伤。这种轮胎拆装机是适用四轮汽车维修使用的一种现代气压技术专用产品. 轮胎拆装机作为一种自动化程度高且安全可靠的新产品开发设计研究 ,有助与改善日益兴旺发达的汽车维修产业界劳动者的工作条件,降低劳动强度和维修成本, 提高汽车维修保养整体服务质量，对于改善汽车维修行业工作条件具有现实意义。 本课题设计生产的机器轮胎拆装机兼拆胎、装胎一体，其主要工作为卡爪和拆装头，卡盘的转动由电机直接提供动力

13、，卡爪的夹紧、松开等动作均由气压系统提供动力支持。这是又于气压系统相对于其他机械系统来说具有结构简单，易制造以及容易实现自锁等优点，并且，可以简单地把充气功能附加上去。拆装机主要由机械动力系统、气压系统以及控制系统组成。如何使机械的结构合理分配是影响到拆装机的性能的主要原因。车轮拆装机高效率和不伤胎的特点使其在汽车维修行业中占有越来越重要的地位，并且逐渐成为每个维修厂不可或缺的工具。1.1.3 理论意义带动设计相关行业的发展，如气缸，电机，蜗轮蜗杆，换向阀。使机械传动技术和电气控制系统技术往快速、自动化、人性化的方面发展1.2车轮拆装机的现状及发展趋势1.2.1现状： 随着汽车数目的大量增加，

14、汽车行业的发展给汽车维修保养行业带来了新的发展机会，轮胎拆装机需求在不断扩大，但我国的拆装机和发达国家相比还存在着很大的差距，主要表现为产品可靠性差，寿命短，性能不够稳定，故障多；自动化水平低，有些设备至今还采用手工操作，操作费力；品种不全，更新慢，技术含量低，附加价值率低。1.2.2趋势： 随着汽车数量的迅速增加汽车维修技术的不断发展与推广，拆装机的技术水平也正在迅速地提高。当前拆装机的发展水平和趋势具体表现在一下几个方面：(1)系列化。严格遵从意大利轮胎拆装机中大系列规范。工作盘装夹范围从10 in26 in，能够覆盖规定车型的任意扁平比的所有轮胎。(2)模块化。辅助臂，工作盘，打气表，鸟

15、头，快速充气装置及其他附件可以实现多种模块组合搭配，更换灵活方便，予留有较大的升级空间，满足不同用户的不同需求。(3)自动化：1)在轮胎拆装过程中，模拟轮胎在拆装过程的脱胎和装胎力学模型，既保证了不会造成撕裂轮胎，又避免了拆装臂在自由状态受力反弹造成人身伤害提高了使用安全性。2)压胎轮和压胎块根据轮胎大小可在不同位置自动锁紧，操作高效方便且性能可靠。(4)控制系统的发展目前国内外的车轮拆装机的控制系统一般都是利用换向开关和气压换向阀来实现，其发展趋势是简单化、智能化。(5) 气压系统的集成化随着电气化控制系统集成化的推广和完善，以及气压技术的进步，气压系统的集成化也得到了迅速发展。近十年来相继

16、发展了板式集成、块式集成和插装集成等多种形式，而其中插装集成系统将会得到更广泛的应用。(6)气压机的宜人化 随着汽车数量的迅速增加汽车维修技术的不断发展与推广，拆装机的技术水平也正在迅速地提高。当前拆装机的发展水平和趋势具体表现在一下几个方面：(1)系列化。严格遵从意大利轮胎拆装机中大系列规范。工作盘装夹范围从10 in26 in，能够覆盖规定车型的任意扁平比的所有轮胎。(2)模块化。辅助臂，工作盘，打气表，鸟头，快速充气装置及其他附件可以实现多种模块组合搭配，更换灵活方便，予留有较大的升级空间，满足不同用户的不同需求。(3)自动化：1)在轮胎拆装过程中，模拟轮胎在拆装过程的脱胎和装胎力学模型

17、，既保证了不会造成撕裂轮胎，又避免了拆装臂在自由状态受力反弹造成人身伤害提高了使用安全性。2)压胎轮和压胎块根据轮胎大小可在不同位置自动锁紧，操作高效方便且性能可靠。(4)控制系统的发展目前国内外的车轮拆装机的控制系统一般都是利用换向开关和气压换向阀来实现，其发展趋势是简单化、智能化。(5) 气压系统的集成化随着电气化控制系统集成化的推广和完善，以及气压技术的进步，气压系统的集成化也得到了迅速发展。近十年来相继发展了板式集成、块式集成和插装集成等多种形式，而其中插装集成系统将会得到更广泛的应用。(6)气压机的宜人化随着拆装机的自动化，限制噪声和振动，防止环境污染消除人身事故、保证拆装机安全可靠

18、地进行生产就更为重要了。为此，许多国家都制订了有关轮胎保养维护的安全标准与法律。 2 拆胎机的结构分析及总体方案确定车轮拆装机是汽车维修行业的主要设备之一，七八十年代在发达国家就已经有产品出现。我过八十年代中期开始这方面的研制。至今我国已有多家汽修工具厂专门生产，品种繁多，结构和复杂程度差别很大。但不论设计哪一种车轮拆装机，设计方法和程序都有共性的一面，即第一，对需拆装的轮胎进行详细的分析，了解车轮的形状、尺寸、材料、重量和拆装过程对机器的要求，包括压力、速度、位移、工作空间、工作效率、自动化程度以及国内汽修厂普遍使用的空压机功率等等。总之，通过工艺分析达到明确本机拆装过程，即一个工作循环中每

19、一个动作的详细要求和必要的调整范围。第二，调查研究。任何设计都应该尽力达到满足用户单位使用要求；制造工艺性好和具有先进的技术经济指标。因此认真调查研究用户单位、制造单位的要求和意见。并尽可能搜集和研究国内外同类产品的结构、性能的有关资料，在此基础上初步设计出一个设计方案。经过会审，广泛征求改进意见以后，确定一个最佳方案，作为施工设计的基础。第三，最后完成全部施工设计和编制制造验收等全部技术文件。第四，通过样机试制，性能实验和工艺实验，验证设计是否符合预期的要求，并对设计做必要的修改。快速轮胎拆装机设计过程的主要内容是：确定主要技术规格，动作线图，气压系统和电气系统，主机设计，各零部件设计和总体

20、布局。全部零件图，使用说明书和制造验收技术文件。这些过程是整个设计有机的组成部分，在进行每一个步骤时，都不能孤立的考虑，而应综合比较，互相协调。2.1 拆胎机动力方案的拟定本课题设计的拆装机集轮胎拆装、充气于一身，拆装轮胎需要的力并不太大，而它对工作的平稳性和抗震性要求相对比较大。所以拆装机转盘的转动采用电机驱动。另外，为了简化结构，本次设计将松胎、卡爪的松紧两部分的动力设备统一为气压机。2.2 拆胎机的结构分析2.2.1 轮胎拆装机的总体结构示意图2.2.2 拆装机的结构设计拟定拆装机主要由主机和控制系统、管路及电气装置联系起来组成的一个整体。主机部分由机身、气压装置、电机等组成。控制部分由

21、动力机构、限程装置、管路及电气操作部分组成。各部分结构如下：（1）机身部分机身由底座、转盘、分离铲、立柱、六方杆、踏脚控制器、手动控制器等组成。底座为主架，转盘卡爪装在底座正上方，分离铲位于右侧以便松胎，立柱在正后方，横臂用以连接立柱和六方杆，脚踏安装在底座前方，方便操作。（2）夹紧机构部分 车轮在拆装前应被夹紧在转盘上，转盘上安装由夹紧用的卡爪，参照国内外的拆胎机资料，得知拆胎机的卡爪有三爪及四爪2种，三卡爪结构如图（a）。虽然说三卡爪在结构上会比四卡爪的成本要低，但三卡爪传递的扭矩不大，只能夹持尺寸较小的轮辋，适用范围小。四爪卡盘的夹紧力大，可夹持的轮辋尺寸范围较三卡爪的大，这样可使拆胎机

22、在工作时更加安全可靠，避免了拆装轮胎时卡不紧轮辋而损伤轮辋的或转盘空转的现象。本次设计采用四卡爪，其结构如图(b) （a） (b)（4）动力机构部分 动力机构主要由电动机、大小皮带轮、蜗轮蜗杆减速器、卡爪夹紧气缸和分胎铲气缸等组成。 皮带轮 蜗轮蜗杆减速器 大气缸 动力机构（5）拆装头部分 拆装头是拆装机实现拆装轮胎的一个非常重要部件，拆装头设计的合理性已经选用材料的直接影响到拆装轮胎的效果和机器的使用寿命。其形状是根据拆装轮胎外胎和轮毂的力学要求设计的。 拆装头2.2.3 回转工作台的要求为了使设计出来后的轮胎拆装机结构能更合理，更能满足汽车维修人员对拆装轮胎时的一些要求，我查阅了一些关于回

23、转机构的书籍和杂志，同时也到汽车维修店去询问和上网去查找有关这方面的资料，最后得出回转机构的一些基本要求。参数要求：满足人体工程学的要求，即在维修人员在维修过程应保证工人操作比较舒适；要求方便、快速、合理；能满足不同类型轮胎的在拆装时的使用要求；回转机构的旋转速度在6r/min8rmin，防止转动速度过快，以免卡爪夹紧不够 造成轮辋滑动而伤到轮辋，但也不能太低而影响工作效率。2.3 轮胎拆装机主要技术规格的确定确定轮胎拆装机主要技术规格是设计工作中最重要的步骤之一。因为它直接关系到所设计的机器是否满足轮胎拆装的质量和拆装效率要求。同时它也是设计各零部件的依据，它对零部件的尺寸、要求加工设备的能

24、力和整机成本有极大的影响。因此，必须仔细分析机器所拆装轮胎的工艺动作程序；仔细分析所使用拆装头和分离铲尺寸和安装要求；仔细分析各动作要求的压力、速度、相对位置关系，工作行程和行程停止点的位置精度要求。在确定主要技术规格时，我们还应深入调查研究同类型设备的结构，主要技术规格、操作性能等相关资料，并应充分重视用户单位的要求和改进意见2.3.1主要技术规格的内容主要技术规格是表示机器工作性能的指标。通常包括以下部分：第一，主要规格又称主要参数，它是表示轮胎拆装机主要特性的参数。 第二，各执行机构个动作的力。第三，工作空间，包括各执行机构运动的最大距离和最小距离，工作台尺寸等。第四，各拆装动作的速度。

25、第五，机器外形尺寸，总功率和总重量。2.3.2主要技术规格的确定 确定主要技术规格时,基本的方法是工艺分析和统计分析相结合的方法。 通过对轮胎拆装过程的分析和必要的工艺试验,可以确定整个拆装过程动作和关系和各动作要求的压力,速度和工作空间等。同时，可以依据经验和有关计算公式决定有关参数. 在设计专用产品时,往往对拆装轮胎只有工艺设想,缺乏实际试验或者因试验条件限制而不能较为准确地提供参数要求;就是在设计标准系列时,也常常遇到很多困难,例如机器不能设计的过于庞大、复杂致使机器成本增加等。因此，我们必须较为准确地确定所设计产品拆装轮胎的尺寸范围，典型轮胎的直径和宽度以确定有关参数。在确定参数时，应

26、尽可能的收集国内外同类型产品的有关资料，应用统计分析的方法，得出各参数的范围和它们之间的关系，以帮助正确制定所设计产品的主要技术规格。根据轮胎尺寸、形状、材料所需拆装力等，初步选定本次设计的拆装机工作台为540mm,夹紧汽缸夹紧力3000n, 分离铲拉力为14000n。经过在各汽车维修厂调查分析，初步确定其主要技术规格如下： 工作台夹紧汽缸夹紧力： 2800n 工作压力： 1mp 分离铲拉力： 14000n 工作台最小扭矩： 800n.m 工作台直径： 540mm 工作台转速： 6r/min8rmin 卡爪活动范围： 250mm700mm 分离铲最大张开尺寸： 450mm 工作台夹紧气缸速度：

27、 伸出： 30mm/min 收缩： 30mm/min分离铲速度： 顶出： 30mm/min 收回： 40mm/min 拆装头离工作台距离 最高： 500mm 最底： 50mm 四方立柱活动范围：工作台中心正右侧 工作台距地面高度： 700mm 控制手柄距地面高度： 650mm 电机总功率： 1.1 kw机器总质量： 220kg参考外观图如下： 拆装机外观图由图可看出，拆装机由四大部分组成：机箱、工作台、立柱拆装头组件以及分离铲组件。动力系统几控制系统皆安排于机箱之内，控制操作部分为机箱正下方的三个踏脚。机器集松胎、拆胎、装胎于一体。松胎功能由机器右侧的分离铲实现：将轮胎滚放到右侧压胎板调整分离

28、铲位置踩下最右侧踏板使分离铲向左夹紧实现松胎。拆胎过程：将轮胎放在工作台上面踩下中间踏板卡爪张开卡紧轮毂将六方杆压下并扳下紧锁手柄将拆装头放进轮胎与轮毂间踩下左侧踏板工作台转动轮胎与轮毂分离。装胎过程与装胎过程操作类似，不同点仅为将拆装头放在外胎之上压紧，工作台转动时将外胎压进轮毂。根据所拆装轮胎外胎直径和宽度可设计出工作台的直径以及分离铲的最大活动范围，根据轮胎轮毂的尺寸范围可确定卡爪的张合活动范围，这样就可以进一步确定拆装头立柱高度、六方压杆的最高和最底位置。而根据轮胎材料、重量、轮毂和外胎的黏合力，则可得出工作台最小扭矩，拆装轮胎时工作台气缸所需的夹紧力、松胎时大气缸所需的压力、速度和行

29、程等。经调查，市场上的拆台机存在一些问题，根据国内外相关参考资料，本设计将机器做了如下改进：(1)针对皮带经常容易松动的缺点，将v带定期张紧装置带到设计中来，(2)工作台和蜗轮轴的连接部分,大部分拆胎机的工作台与蜗轮轴是直接用平键连接，本设计将在工作台下焊接一个轴套以加强连接部分强度2.4.动力系统的设计2.4.1 选择传动机构类型根据拆装机工作要求，可以知道，拆装机最后一级的转速为6r/min8r/min。要在保证扭矩要求的情况下达到底转速，方案有三种：第一种，采用气动马达或者液压马达的一级传动，根据调节气流或液流来实现大扭矩低转速。第二种，采用普通电机。第三种，采用特殊电机。经比较，第二种

30、是最经济简易的方案。目前一般电机额定转速为1400r/min，从电机到工作台的总转速比i高达200，而要达到如此高的转速比，常见的形式有二：一为行星轮减速器，二为蜗轮蜗杆减速器。但行星轮减速器制造和装配都比较困难，成本极高。综合各种考虑，最终确定选择皮带加蜗轮蜗杆减速器的传动机构。2.4.2 电机的选择1.电机的类型及结构型式选择工业上一般用三相交流电源，无特殊要求一般应选择三相交流异步电动机。最常用的电动机是y系列笼型三相异步交流电动机。其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低廉，适用于不易燃烧，无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。由于启动性能好，也适合用于某些要求较高起动转矩的机械需要

31、经常起动、制动和反转的机械要求电动机有效小的转动惯量和较强的过载能力，应选用起重及冶金用的yz系列或yzr系列异步电动机。电动机的机构形式，按安装的位置不同，有卧式和立式两种；按防护方式不同有开启式，防护式。根据设计的具体要求确定电动机的类型为三相异步， 由于本拆装机需要经常起动、制动和反转，并要求有较小的转动惯量和较强的过载能力。选择y系列异步电机。参照机械设计手册第40篇电力传动（p40-118）确定电机结构型式为卧式，安装型式为b3型。2.电机容量的选择）工作所需功率pw据机械设计基础p7工作主轴所需功率： 主机所需功率pd：式中为电机至工作主轴的总效率 =123。n本拆装机有两级减速机

32、构，根据机械设计基础p7表2-4取值如下皮带轮1=0.95蜗轮蜗杆2=0.75滚动轴承3=0.99代入数据t=1200nm，nw7r/min，得pd0.98kw确定电机功率为1.1kw3.选择电机转速据经验公式式中： 电机转速可选范围各级传动的传动范围取=2；=80； 又主轴转速=7rmin得=1225rmin4.确定电机型号由机械设计手册第40篇电力传动（p40-132）确定电机型号为y-90s安装形式为b3型2.4.3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比1传动装置总传动比 i=nm/nw=1440/7=200 2分配各级传动比取v带传动的传动比=2，则单级蜗轮蜗杆减速器的传动比为 i2=

33、i/i1=80所得值符合一般蜗轮蜗杆传动比的允许范围。3计算传动装置的运动和动力参数1）各轴转速电机轴为o轴，减速器高速轴为i轴，低速轴为ii轴，各轴转速为 =1440rmin 720rmin 720/80=7rmin2）各轴输入功率按电机额定功率计算各轴输入功率，即 3）各轴转矩 2.4.4 v带传动的设计计算 1.确定计算功率pca由机械设计表8-6查得工作情况系数ka=1.1，故 2.选取v带带型根据pca、n1由机械设计图8-9确定选用a型。 3.确定带轮基准直径由机械设计表8-3和表8-7取主动轮基准直径根据式（8-15），从动轮基准直径。 dd2=id1=2*75=150mm根据表

34、8-7取=150mm按式（8-13）验算带的速度 带的速度合适。4.确定v带的基准长度和传动中心距根据，初步确定中心距=160mm根据式（8-20）计算带所需的基准长度 =675mm由表8-2选带的基准长度=710mm由表（8-21）计算实际中心距a 177.5mm5.验算主动轮上的包角由式（8-6）得 主动轮上的包角合适。6.计算v带的根数由式（8-22）知 由=1440rmin，=2，查表8-5c和表8-5d得 =250kw p0=990kw查表8-8得=0.89，查表8-2得=0.96，则 取z=2根。7.计算预紧力，由式（8-23）知 查表8-4得q=0.07kg/m，故=64n8.计

35、算作用在轴上的压轴力 105n9.带轮机构设计1)v带轮的结构形式的选定：根据机械设计p156，因为=75mm<2.5d（d为电机轴的直径），所以小v带轮选用实心形式；=150mm，d-100mm，所以大带轮选用孔板式。根据所选v带带型，由机械设计表8-10选取如下表所示尺寸：项目节宽bp基准线上槽深hamin基准线下槽深hfmin槽间距e第一槽对称面只端面的距离 f最小轮缘厚带轮宽b外径 轮槽角大带轮11.0311.0150.3633155小带轮11.0311.0150.363340具体结构参看零件图cz-00-17和cz-05-01。 2.4.5 蜗轮蜗杆的设计计算本设计的机器设计寿

36、命定为8000小时1.选择蜗杆传动类型根据gb/t10085-1988的推荐，采用阿基米德蜗杆(za型)。2.选择材料根据库存材料的情况，并考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度底，故蜗杆用45钢；因希望效率高耐磨性好些，故蜗杆的螺旋齿面要求淬火，硬度为4555hrc。蜗轮轮缘为铸锡磷青铜zcusn10p1，离心铸造，蜗轮轮芯为45钢，蜗轮全部采用zcusn10p1生产的话成本较高，且硬度会不够，故采用装配式的蜗轮结构。3.按齿面接触疲劳强度进行设计根据封闭蜗轮传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿跟弯曲疲劳强度。由机械设计式（11-12），传动中心 1）确定作用在蜗轮上的转矩按估

37、取效率则 =984.844n.m2）确定载荷系数k因为工作载荷较稳定，故取载荷分布不均匀系数；由表11-5选取使用系数；由于转速不高，冲击不大，可去动系数kv=1；则 k3）确定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和蜗杆相配，故4）确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径d和传动中心a的比值da0.41，从图-中查得.5）确定许用接触应力根据蜗轮材料为铸锡磷青铜，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度>45hrc，从表-中查得蜗轮的基本许用应力268mpa。应力循环次数寿命系数1.21则.mpa428.556n/mm26）计算中心距100mm取中心距a=118mm，因为i=80，故从表11-2中取模数m=

38、2.5mm，蜗杆分度圆直径d1=45mm。这时，d1/a=0.4。从图11-18中查得接触系数=2.68，因为，因此以上计算结果可用。4.蜗杆与蜗轮主要参数与几何尺寸1）蜗杆杆头数z1=1，蜗杆分度圆齿厚s2=3.927mm，蜗杆螺纹长b138mm蜗杆分度圆直径d1=45mm，蜗杆齿顶圆直径da1=50mm，蜗杆齿根圆直径df1=39mm，蜗轮分度圆直径d2=175mm，蜗杆导程角=3.18°。蜗杆轴向齿厚sx1：3.927mm，蜗杆法向齿厚sn1：3.921mm。2）蜗轮蜗轮齿数z2=70；蜗轮变位系数x2=0验算传动比70，这时传动比误差为0，允许。蜗轮分度圆直径 =2.5 70

39、= 175mm蜗轮喉圆直径 da2= =180mm蜗轮齿跟圆直径 =169mm蜗轮齿顶圆弧半径 ra2= =20mm蜗轮顶圆直径de2=185mm5.校核齿跟弯曲疲劳强度当量齿数 70.26根据x2=0，=70.26，从图11-19中可查出齿形系数=2.3螺旋角系数 0.974许用弯曲应力 从表11-8中查得zcusn10p1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力=56mpa。寿命系数 =0.67 =560.67=37.52mpa mpa=138.165mpa弯曲强度可以满足6.精度等级公差和表面粗糙度的确定考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从gb/t10089-1988圆柱蜗杆、蜗

40、轮精度中选择8级精度，侧隙种类为f，标注为8f gb/t10089-1988。然后由互换性与技术测量查得相关公差。（详见图cz-05-01和cz-05-02）7.蜗杆传动的热平衡核算蜗杆传动由于效率底，所以工作时候发热量大。在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将因为油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。所以，必须根据单位时间内的发热量等于同时间内的散热量的条件进行热平衡计算，以保证油温稳定地处于规定的范围内。由于摩擦损耗的功率,则产生的热流量（单位为1w=1j/s）为 式中p为蜗杆传递功率，这里p=1.1kw按蜗杆头数为1，由机械设计p260取=0.7，则 =100

41、01.1（1-0.7）=3.3j/s由于转速底，温度不高，本设计采用自然冷却方式，从箱体外壁将热量散发到周围空气中。其热量 式中：箱体的表面传热系数，取=12 s内表面能被润滑油所飞溅到，而外表面又可为周围空气所冷却的箱体表面面积。由箱体结构，s.油的工作温度，一般限制在周围空气的温度，由于机器在常下工作，取；按热平衡条件，可以求得在既定工作条件下的油温为.保证正常工作温度所需要的散热面积s为.显然，箱体表面散热面积可以达到散热要求。8.轴承的选择蜗杆轴承的选择初始条件：轴承所承受载荷为=1500n，=1000n，d=30mm，转速n=560r/min要求工作8000小时，工作情况平稳。<

42、;1>轴承类型的选择 按照装置的结构，本设计蜗杆采用一对角接触球轴承，正装。代号7210ac（gb/t292-1994，）由滚动轴承样本可查得7210ac型轴承面对面安装，当量载荷的计算：因为/=1.5>0.68 ，且工作平稳，取=1，按公式（13-8a） =2415n<2>求该对轴承应具有的基本额定动载荷 按照式子（13-6） =2415=15585.7n<3>按照滚动轴承样本，一下个型号轴承面对面成对安装在一个指点时候的基本额定动载荷c为： 轴承代号 7210ac 7210ac基本额定动载荷/n 24600 25000故选择一对7006ac的轴承安装在蜗

43、杆两侧上合适。2.4.6 轴承的校核蜗轮轴上采用角接触球轴承，型号为7210c。基本额定动载荷c=44800n，接触角=15,径向载荷系数x=0.44，轴向载荷系数y=1，要求寿命=20000h。当量动载荷的计算公式为p= (3-3-15)p-当量动载荷，单位为n。-负载系数x-径向载荷系数y-轴向载荷系数-径向力，单位为n。-轴向力，单位为n。p=0.95（0.44×393+1×1018）=1131.374n其中=2.16/2=1080n，= tan20=393n计算寿命公式为 (3-3-16)-寿命，单位为h。n-转速，单位为r/min。-温度系数c-基本额定动载荷，单

44、位为n。p-当量动载荷，单位为n。-寿命系数。=1.1h>=20000h故蜗轮轴轴上的角接触球轴承7210c寿命校核通过。2.4.7主轴的强度校核初始条件，由蜗轮的计算可知道，工作台输出的扭矩为984844n.mm。轴的弯距由工作台和拆装的轮胎的重量造成，由于工作台和轮胎的重量大约50kg，弯距较小，可以忽略。此处按照轴的扭转刚度进行校核。本主轴为阶梯轴。 由机械设计p368公式15-16 式中：t 轴所受的扭矩，单位n.mm g周到材料的剪切弹性模量，单位mpa，对于钢材，gmpa 轴截面的极惯性矩，单位，对于圆轴，l 阶梯轴受扭矩的作用的长度，单位为mm 、分别代表阶梯轴第i段上所受

45、的扭矩、长度和极惯性矩； z 阶梯轴受扭矩作用的轴段数。其中207.63阶梯轴受扭矩作用的长度即为蜗轮在蜗轮轴上的作用中点到工作台在蜗轮轴上的作用中点的距离，按照主轴结构尺寸l260mm。代入数据，算得0.33 轴的扭转刚度条件为 由于轴传动精度要求不高，取显然，轴的扭转刚度符合要求，主轴的结构合理。主轴零件见cz-05-01。2.4.8大气缸的设计由于拆装机松胎过程需要的拉力高达14000n，并且行程短（按照轮胎最大宽度400mm确定分离铲的最大张开距离450mm。为留有一定余量。大气缸的行程为600mm）要达到如此大的拉力，并且行程极短，前没有厂家专门生产。所以所要的气缸属于特殊气缸。（）

46、 气缸活塞杆的确定，按照机器结构，并参照表13-4活塞杆直径系列选用气缸活塞杆直径20mm（） 气缸内径的计算由液压传动与气压传动p321公式（13-4）式中f14000n；工作压力p1mpa；由表-查得0.5；d20mm。代入上式得d=189mm。按照液压传动与气压传动p321表13-2缸筒内径系列圆整为d180mm气缸壁厚的设计本次设计的大气缸选用铸铁ht150，根据表13-5确定气缸壁厚为14mm。气缸的结构设计由于大气缸行程短，速度慢，所以无须缓冲。前后端盖只用简单的端盖闭合，所有密封圈均采用o型密封圈，标准gb/t345.2-1988为了防止安装在机器箱体上造成应力过大，要将气缸与分

47、离铲力臂左侧的加强板连接，并且在大气缸工作时候会有一定的绕轴摆动，所以大气缸的安装形式为前端轴梢式。即在前端盖设计两个轴耳通过螺栓组和箱体的加强板连接。2.4.9 平键连接（动连接）校核 这里所校核的键为蜗轮轴与旋转工作台所连接的平键 ，工作台的转动由平键带动。 已知：传递的转矩 t =1080 n·mm轴的直径 d =40 mm键的类型stype =a型键的截面尺寸b×h =14x9 mm键的长度l =40 mm键的有效长度l0 =26.000 mm接触高度k =3.600 mm材 料met =钢载荷类型ptype =轻微冲击载荷许用应力p =40 mpa计算应力p =0

48、.577 mpa 校核计算结果： p p 满足2.5.0 电路系统的组成由于电气系统的任务是按照电气系统规定的动作图表，驱动电动机，选择规定的工作方式在主令控制器的指令下，使有电机动作以完成指定的工艺动作。拆装机采用三相交流50hz，220v电源，由主要元件“万向开关”和“三相鼠笼型感应电动机”所组成，并实施了“星-三角”启动。电路图如下： 2.5.1.作台动作的说明由上图可以看出，控制器有6组共12个接触点，手柄有三个工作位置工作台正转反转：手柄角度左边 触点1-2、3-4、5-6闭合，触点7-8打开 工作台正转不施力时手柄0° 只有触点5-6闭合， 工作台停转手柄角度右边 触点7-8闭合，其余打开 工作台反转2.5.2电气连锁电气保护装置1.控制电路的短路保护是采用空气开关。2.电动机的过载保护是采用热继电器，短路保护是采用空气开关。3.本机器由于线路的通断是通过主令控制器控制，得到线路的高压保护及失压保护。4.本机器电器装置均有安全可靠的接地装置，用户应按照要求接上总地线。2.5.3气动控制系统设计和模块化的要求对于气动控制元件选用国家标准方向控制阀。2. 5.3.1 工作台夹紧气缸控制